1. ELŐZMÉNYEK, A FELADAT MEGHATÁROZÁSA

A szigetközi környezeti monitoring vizsgálatokban több intézmény végez felszíni és felszínalatti vízszint- és vízminőség észleléseket, méréseket. Ezekben a vizsgálatokban a VITUKI Rt. 2003-ban - az előző évekhez hasonlóan - a felszín alatti vizekre vonatkozó vízminőségi vizsgálatokkal és értékeléssel vett részt a medermorfológiai felméréseken kívül. A felszíni és felszín alatti szintjében és áramlási viszonyaiban a Duna 1992. októberében történt elterelése következtében előállt változásokkal már az előző években közreadott tanulmányainkban foglalkoztunk. Ebben a tanulmányban összefoglaló áttekintést adunk a 2003-ban végzett terepi és laboratóriumi mérések eredményeiről, s részletesebben térünk ki a két évvel ezelőtt felismert és az előző évben már tárgyalt talajvízszint süllyedési trend vizsgálatára.

2. AZ ELVÉGZETT MUNKÁK ISMERTETÉSE

2.1 A kavicstest fedőrétege pontosabb meghatározását célzó vizsgálatok

Mind a térségben folyó mezőgazdasági tevékenység, mind pedig környezetvédelmi szempontból kiemelt jelentősége van a szigetközi kavicstestet borító finomszemű képződményeknek. A fedőréteg nedvesítése meghatározza a terület ökológiai lehetőségeit. A holocén fedőréteg vastagságát az 1.a ábra szemlélteti. A Duna elterelése a fedőréteg nedvesítését, illetve a nedvesítés lehetőségét alapvetően megváltoztatta. Az elterelés következtében a Szigetköz nedvesítésében bekövetkezett változásokról, illetve a kialakult helyzetről az 1.b ábra alapján tájékozódhatunk. (A kutankénti vizsgálatot részletesebben a 2.2. fejezetben mutatjuk be.) Megállapítható, hogy a nedvesítés feltételei elsősorban a Felső-Szigetközben az ábrán szürke pontokkal raszterezett területen változtak meg. A Mosoni-Duna közelében, továbbá a Középső-Szigetköz jelentős részén és az Alsó-Szigetközben a nedvesítési feltételekben számottevő változás nem következett be. (Megjegyezzük, hogy a Magyar Köztársaság Külügyminisztériuma megbízásából a fedőréteg nedvesítési viszonyaiban bekövetkezett változások feltárását célzó 1996-ban végzett vizsgálat (Témaszám: 721/1/3624-1) hasonló eredménnyel zárult. )

2.2 A szigetközi vízszintváltozások értékelése

A Duna 1992 októberében történt elterelése következtében a Dunacsún - Szap közötti, mintegy 42 fkm hosszúságú szakaszon a Duna főágának vízszállítása a közepes vízhozam 10 - 20 %-ára csökkent. Mind a folyam, mind pedig a szigetközi mellékágak morfológiai viszonyai alapvetően megváltoztak. A főág érintett szakaszán a korábban kavicsos mederfenéken keresztül történő átszivárgás - ami a Szigetköz alatti több száz méter vastagságú kavicsrétegeket táplálta - gyakorlatilag megszűnt, illetve megfordult. A korábbi természetes vízpótlás szerepét a Dunakiliti feletti folyószakaszon elsősorban a dunacsúni tározótérből, illetve a mesterségesen táplált mellékágakból kiszivárgó víz vette át. Az elterelés előtti időszakhoz képest - elsősorban a Dunakiliti alatti szakaszon - megváltozott a felszínalatti vizek áramlási iránya is. A főág az elterelés előtt a talajvizek táplálója, az elterelés után pedig a talajvizek megcsapolójává vált. A Szigetköz középső részén, a főágtól távolabbi területeken kisebb mértékű áramlási irányváltozás figyelhető meg. Itt a korábban a Mosoni-Duna felé irányuló áramlás azzal párhuzamossá vált.

A talajvízszintek alakulásában bekövetkezett változásokat elsősorban - 40 - 50 évre visszatekintő adatsoruk miatt - a törzshálózati talajvízszint-észlelő kutak adatsorainak feldolgozásával, elemzésével értékelhetjük. Mind a fedőréteg nedvesítési lehetőségeiben, mind pedig a talajvízszintek alakulásában bekövetkezett változások figyelembe vétele alapján a vizsgálatokat 4 kútsorra (rajkai, kiliti, cikolai, remetei) koncentráltuk (2. ábra). A kútsorok elhelyezkedését a 2.a ábra szemlélteti. Az egyes kútsorok idősorát - a Duna folyásirányának megfelelő sorrendben - a 2.b ... 2.e ábrákon tüntettük fel. Az ábrákon a kútsor neve alatt feltüntettük az észlelőkutak azonosítóit is. Az azonosítók sorrendje felülről lefelé haladva a Duna főmedrétől a Mosoni-Duna felé mutató szelvényirányt jelöli.

A kútsorok menetgörbéi jól szemléltetik, hogy a Duna elterelését követően rövid időn belül csökkent a kútsorokban mért talajvízszint. A változás kútsoronként eltérő mértékű volt. A csökkenés a rajkai szelvényben (2.b. ábra) volt a legkisebb, a remetei szelvényben (2.e ábra) pedig a legnagyobb.

A fenékküszöb megépítését követően - a Duna elterelése és a fenékküszöb megépítése közötti időszakban mért értékekhez képest - a kútsorok térségében megemelkedett a talajvízszint. A legnagyobb vízszint-emelkedés a rajkai szelvényben (2.b ábra) a legkisebb a remetei szelvényben (2.e ábra) következett be. A rajkai szelvényben bekövetkezett vízszint-emelkedés okát a fenékküszöb megépítését követő duzzasztás, a vízpótló rendszerbe jutatott, a korábbi időszaknál lényegesen nagyobb vízmennyiség együttes hatásában kell keresni. A remetei szelvény észlelőkútjai vízjárása a vízpótláson túl "alulról is befolyásolt", azaz az alvízi hatás is módosítja a térség talajvízszintjét.

A fenékküszöb megépítését és a vízpótló rendszerbe juttatott nagyobb vízhozamok következtében a talajvízjárás kiegyenlítettebbé vált. Megszűnt a talajvízjárás természetes jellege, a fenéklépcső építését megelőző időszaknál kisebbekké váltak a vízszint-ingadozások. Jelentősebb talajvízszint-emelkedés csak nagyobb árhullámok alkalmával a Duna egykori főmedrébe juttatott megnövelt vízhozam levonulása alkalmával alakult ki, amint az a menetgörbéken is megfigyelhető, az 1997-ben, a 2001-ben és a 2002-ben levonult árhullámok esetében. Jellemző, hogy a talajvízszint-emelkedés rövid idő alatt következik be, de a leürülés időtartama is igen rövid.

A Szigetköz ökológiai rendszereire közvetlen és közvetett módon a kavicsréteget fedő finomszemcsés fedőréteg vízellátottsága jelentős hatást gyakorol. A fedőrétegbe felülről, a csapadék beszivárgása révén bejutó víz mennyisége a hidrometeorológiai viszonyok függvénye. Az alulról történő nedvesítés azonban a talajvízszintek mindenkori alakulásától függ. A fedőréteg nedvesítésében bekövetkezett változások értékelése céljából a kútsorok környezetében 10 cm-es pontossággal meghatároztuk a fedőréteg feküsíkjának tengerszint feletti magasságát.

A menetgörbék és a fedőréteg feküsíkjának összehasonlítása során megállapítottuk, hogy

A fenéklépcső megépítése óta eltelt időszakban a kútsorok menetgörbéi trendszerű változást mutatnak. A rajkai, a kiliti és a cikolai szelvények talajvízjárásában bekövetkezett változások hasonló nagyságrendűek. A remetei szelvény észlelőkútjai vízjárásában mutatkozó trendjellegű változás a felső három szelvénynél lényegesen kisebb. Ennek okát abban látjuk, hogy a kútsor vízszintjét a dunai főág vízállása határozza meg, ami nem mutat trendszerű változást.

A 3. ábra a Duna elterelésének, a fenékküszöb megépítésének a talajvízszintekre gyakorolt hatását, valamint azt az állapotot szemlélteti, ha a Duna vízhozamának fele a felhagyott mederben folyt volna 2000-től A mért értékek az elterelés után magasabbak, mint amit a dunai vízállás és a talajvízszint közötti korábbi korreláció alapján várni lehetett a dunacsúni és a kiliti duzzasztás emelő hatása miatt. Az 1 m körüli emelő hatás miatt a talajvízszint az eredetihez közeli magasságba emelkedne akkor is, ha csak a fele vízhozam folyna a Duna főágában. Megjegyezzük, hogy a tározótér kolmatációja az említett emelő hatást ronthatja.

A 2002-ben közreadott tanulmányunkban megállapítottuk, hogy a fenékküszöb építése óta a megemelkedett talajvízszintek idősorában megfigyelhető egy csökkenő trend, amelynek folytatódása esetén a süllyedés mértéke 5-10 éven belül elérheti a fenékküszöb talajvízszintemelő hatásának mértékét a szigetközi hullámtér vízpótlással érintett területein. Az ennek nyomán kialakult vita során felvetődött, hogy az említett változások csak kiragadott példák, nem jellemzők nagyobb területre, ezért 2002-ben és 2003-ban a vizsgálatokat kiterjesztettük a Szigetköz területén található talajvízszintészlelő törzshálózat kútjaira. A vizsgálat megerősítette, hogy 0,05-0,1 m/év trend általánosan megfigyelhető Dunaremete felett, a legnagyobb mértékű Cikolaszigetnél. A talajvízszint süllyedési trend egyik okát a kolmatációban valószínűsítettük nem csak a hullámtéri, hanem a dunacsúni tározóbeli folyamatokra is gondolva. Az előző évi tanulmányunkban több példával illusztrált talajvízszint-süllyedési trenddel kapcsolatban ugyanakkor az is felvetődött, hogy a fenékküszöb létesítése óta eltelt időszakban a talajvízszintek nem csak a Szigetközben, hanem a Kisalföld távolabbi térszínein is süllyedtek, ezért akkor tervbe vettük a tágabb környezet és összefüggések vizsgálatát is.

Az említett vizsgálatokat a Kisalföld egészére kiterjesztettük, elsősorban a talajvízszint-észlelő kutak hosszúidejű (1951-2002) idősorainak feldolgozásával. A vizsgálatok során az állomások nagyobb körével foglalkoztunk, de ezek közül - illusztrálás céljára - csak a 4. ábrán jellemzőként kiemelt állomások menetgörbéit mutatjuk be az 5. ábrán.

Az 5. ábra felső részén a már sokszorosan bizonyított, ismert tény szemlélhető: nevezetesen a dunamenti talajvízszintek változásának szoros összefüggése a Duna vízjárásával. (Az ábrán kék színnel a dunaremetei napi vízállásokat ábrázoltuk, piros színnel ezek 30 napos mozgóátlagát.) A talajvízszinteket is meghatározó Duna vízjárása - a kisebb periódusú és éves ingadozásoktól eltekintve - már korábban is mutatott több éven át tartó süllyedő trendet egyes időszakokban, főként az árvizes időszakok után pl. a 60-as évek második felében, vagy a 80-as évek második felében. Ezek természetesen a talajvízszint változásokban is mutatkoztak az elterelésig, amely után alapvetően megváltozott, mesterséges állapot állt elő.

A további munkák keretében fejlesztettük a Szigetközi Hidrológiai Adatbázist, amelyben megbízásunkból Hajósy Adrienne működött közre. A jelentős munkaráfordítással végzett, rendkívül alapos adatellenőrzés után - az MTA Szigetközi Munkacsoport CD-n közreadott anyagához kapcsolódva - most már olyan egységes gépi adatállomány áll majd rendelkezésre, amely a további vizsgálatok megbízható és hatékony elvégzését teszi lehetővé.

2.3 A kisalföldi talajvízszint-változások értékelése

A Kisalföld távolabbi pontjain kiválasztott talajvízszint-észlelő állomások meglepően egységes vízjárást mutatnak, ezt az 5. ábra középső részén négy kút adatsora szemlélteti. Ezek a változások sok hasonlóságot mutatnak a csapadékviszonyok alakulásával, s ezeken belül is az éves mozgóátlagokkal. A talajvízszint-változások összefüggései a csapadékviszonyokkal magától értetődőeknek tekinthetők. Meg kell azonban jegyezni, hogy míg az ország más síkvidéki területein a talajvízszintek hosszúidejű alakulása a csapadéktöbbletek és hiányok halmozódásával hozható összefüggésbe, a Kisalföld területén az éves mozgóátlaggal való kapcsolat tűnik a legszorosabbnak. Így a talajvízszintek hosszúidejű idősorain is hasonló trendek figyelhetők meg, mint a csapadék idősorában: nevezetesen a 60-as évek második felében csökkenő, a 90-es évek első felében növekvő, majd második felében csökkenő trend. (A trendvizsgálat eredményét a 6. ábra szemlélteti.) Ez utóbbi az, amely egybe esik a Szigetközben tapasztalt talajvízszint süllyedési trenddel is. A Szigetközben viszont a Duna vízállásával való szoros kapcsolat miatt nem vártunk süllyedő trendet az elterelés, illetve a fenékküszöb létesítése után, tekintettel arra, hogy az új helyzetben a talajvízszintet meghatározó felszíni vízállások - a dunacsúni tározó szintje, a vízpótlásra jellemző vízszintek, valamint a lecsökkent vizű főág szintje - a mesterséges körülmények között nem változtak. Ezért gondoltunk a kolmatáció hatására, amely az előbbiek, s ezek közül is különösen a dunacsúni tározó jelentős talajvízszint emelő hatását hosszabb távon gyengítheti. Az eddigi vizsgálatok alapján azonban nem tudjuk kizárni a feltárt hidrometeorológiai hatásokat sem.

A szigetközben a hullámtéren és a mentett oldali mellékágak mellett telepített figyelőkút-csoportoknál (7. ábra) elsősorban vízminőség-észlelést folytattunk. A kutakban mért vízszintek elemzése az előbbiekben ismertetett képet támasztja alá (8. ábra).

A Kisalföld területén elhelyezkedő, vizsgálatainkba bevont talajvízszint-észlelő kutak vízjárását a 9. ábra menetgörbéi szemléltetik.

2.4 Vízminőség vizsgálatok és vízszintmérések a figyelőkút-csoportoknál

A szigetközi hullámtéri és mentett oldali mellékág-rendszer mellett létesített figyelőkút-csoportok (ezek helyszínrajzát az előző évi tanulmányunkban közöltük) 2003-ban is két alkalommal - június 3-5. és szeptember 2-3. - mintáztuk. Közülük hétnél összesen 39, illetve 40 kútból, valamint a közeli felszíni vizekből 11 helyen vettünk mintákat. A vízminták vizsgálata 17 komponensre (pH, vezetőképesség., KOI, nitrát, nitrit, ammónium, klorid, szulfát, lugosság, hidrogénkarbonát, össz-keménység, kalcium, magnézium, nátrium, kálium, oldott vas és mangán) történt az 1994-ben megkezdett mérési sorozat folytatásaként. A fő cél a vízminőség változásainak ellenőrzése, de a mintavételek alkalmával vízszintmérés is történik. A Felső-dunai monitoring szigetközi vízminőség-észlelő kútjainak területi elhelyezkedését a 10. ábra szemlélteti.

A redoxi folyamatok szempontjából legfontosabb komponensekre (ammónium, nitrit, nitrát, vas, mangán) a kútcsoportoknál mért átlagos és szélső értékeket az 1. táblázatban mutatjuk be.

A vizsgálatok alapján a kezdetben is kirajzolható vízminőségi kép azt mutatja, hogy a hullámtéri és a mentett oldali vízfolyások mellé telepített kútcsoportokra egyaránt jellemzőek az anaerob körülmények, ami az oldott vas és mangán megjelenésében, továbbá a felszíni vízben mért értékekhez képest kisebb nitrát koncentrációban mutatkozik. Ez a kép - amely egybecseng a MÁFI aktuálgeológiai megfigyeléseivel - lényegesen nem változott. Megállapítható, hogy a vizsgált 10 év alatt az egyes kútcsoportokban viszonylag széles tartományban, hullámzóan változott a vízminőség, de trend jellegű változás nem tapasztalható.

A szigetközi monitoring keretében a VITUKI által eddig mért összes vízminőségi adatot bevittük az Országos felszín alatti vízminőségi adatbázisba. Ezek közül a kútcsoportoknál mérteket a 3. táblázatban közöljük az előbbiek alátámasztására.

2003-ban nem végeztünk újabb izotóp vizsgálatokat, mivel jelentős változást egy év alatt nem vártunk a Dunából származó felszín alatti víz mozgását nyomjelző trícium-csúcs elmozdulásában. Az addigi vizsgálatok alapján tett megállapításainkat az előző évi tanulmányunkban ismertettük. Az eddigi triciumadatokat a 2. táblázatban állítottuk össze.

Ezen adatok feldolgozását az ÉDUKÖFE munkatársaival a közeljövőben az EU Víz Keretirányelv feladataival kapcsolatosan tervezzük.